Способ изготовления модели для определения температурных напряжений в конструкции поляризационно-оптическим методом Советский патент 1985 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к исследованию температурных напряжений поляризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувствительного материала. Известен способ изготовления моде,ли для о|тределения температурных напряжений в конструкции, заключающийся в том,что модель, геометричес;ки подобную конструкции, склеивают из отдельных частей, в которых воспроизведены и заморожены свободные температурные деформации, соответствующие температуре данной части, или их перепады lj ., Наиболее близким к изобретению по технической .сущности является способ изготовления модели для определения температурных напряжений в конструкции поляризационно-оптическим методом, заключающийся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой чарти модели создают и замораживают деформации, соответствующие свободным температурным деформациям соответствующей части конструкции, и склеивают части в модель 2j . Однако оба этих способа не позволяют определять температурные напряже ния для трехмерных температурных полей на существукшщх оптически чувствительных материалах, несжимаемых при замораживании, так как свободHbie температурные деформации не могут быть воспроизведены по всему объему части модели. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения напряжений для трехмерных температурных полей. Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления модели для определения температурных на пряжений в конструкции полярнзационн 3 оптическим методом, заключающемуся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой части модели создают и замораживают деформации, соответствующие свободным температурным деформациям соответствующей части конструкции, и склеивают части в модель, каждую часть модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части .имел поверхность, совпаданлцую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели, начиная с элемента, имеющего минимал ную температуру, а после замораживания охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин. На фиг.1- показана конструкция уз ла соединения кронштейна с толстой плитой на-фиг.2 - схемаразбиения конструкции в сечении ABCD на элементы с постоянной температуройJ на фиг.З - схема выполнения составных частей модели конструкции из элемен тов на фиг.4 - составные части модч ли с приклеенными металлическими пластинами. При изготовлении модели конструкции узла соединения кронштейна с толстой плитой (фиг.1) способ осуществляется следующим образом. По заданному трехмерному температурному полю в конструкции (фиг.1) температурное поле для которого в сечении ABCD приведено в табл.1, задают подрбное ему по перепадам температур между элементами температурное поле модели, величины температур 7/i/f которого в сечении ABCD (фиг.1) приведены в табл.2, причем выбирают, что минимальная температура примерно равна температуре стеклования, а ь-гаксимальная - температуре высокоэластического состояния материала модели. Из оптически чувствительного материала (эпоксидной смолы) изготавливают элементы модели узла соединения кронштейна с толстой плитой (фиг.1 и 2) с размерами. Соответствующими заданному ступенчатому температурному полю модели (табл.2), т.е. размеры каждого элемента модели выбраны подобными размерам такого же элемента конструкции при его нагреве на заданную температуру (табл.1). Каждую часть модели (фиг.З) выполняют составной из отдельных : элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части имел поверхность, сов3 1 падающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствуняцей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают металлическке пластины (фиг.4), каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели (табл.2), начиная с элемента, имеющего минимальную температуру. Такая последовательность приклейки пластин выбрана для того, чтобы приклеить все пластины к модели в процессе одного цикла нагрева. При замораживании частей модели с приклеенными пластинами из-за значительного различия коэффициентов теплового расщирения металла и оптически чувствительного материала в поверхностях частей модели, соединенных с. пластинами, замораживаются деформации, соответствующие свобод- 0 ному температурному расширению, пропорциональные заданной температуре (температурному полю модели, табл.2). Однако из-за несжимаемости оптически чувствительного материала при II.„-..,„,| одна из граней части замораживании модели должна иметь возможность свободно деформироваться, поэтому по крайней мере один элемент части имеет поверхность, совпадающую с соответст вующей внешней поверхностью кoнcтpyкции, к которой металлические пласти-ны не приклеивают. После замораживания охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин. За тем эти части склеивают в модель. Использование модели, изготовленной по предлагаемому способу, для определения температурных напряжений от трехмерных тепловых полей во случаях эффективнее поиска аналитических решений задач термоупругости и численных расчетов на ЭВМ. Таблица 1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИОННООПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ, заключающийся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой части модели создают и замораживают деформации, соответствующие свободным температурнь м деформациям соответствующей части конструкции, и склеивают части в модель, отличающийся тем. Z что, с целью расширения функциональ ных возможностей путем обеспечения определения напряжений для трехмерных температурных полей, каждую часть модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части имел поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадакнцей с соответствующей внешней поверхностью койi стру-кции, последовательно приклеивают металлические пластины, каждую при (Л температуре, соответствующей заданнос му температурному полю модели, начиная с элемента, имеющего минимальную замораживания температуру, а после охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин. , /// . &0 30 о а7е/г,;

Т ,С 300 200 100 350 325 290 190

Т ,С 100 350 325 290 190 100 Т,С 150 130 110 160 155 148

(Продолжение табл.1

300 200

100

Таблица 2 100 330 300 270 180 128 110 156 150 144 126

Продолжение табл.2